导轨的选型和计算教学文案

1、导轨的选型和计算精品文档导轨的选型及计算按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表 6-1 5 , 各类导轨的主要特点及应用列于表中。表 6-1 导轨类型特点及应用导轨主要特点应用导轨类型主要特点应用类型1, 运动灵敏度高 , 低速广泛用于各类1, 结构简单 , 使用维修运动平稳性好 , 定位精普通机精密机方便。 2, 未形成完全液度高。 2, 精度保持性滑动床, 冶金床 , 数体摩擦时低速易爬行滚动导轨好 , 磨损少 , 寿命长。 3,导轨设备上应控机3, 磨损大寿命低 , 运动刚性和抗振性差 , 结构用普遍床 , 纺精度不稳定复杂成本高 , 要求良好织机械的保护等1, 速度高1, 动导轨表面贴

2、塑料软(90m/min600m/min),主要用带等与铸铁 或钢导轨主要应用形成液体摩擦 2, 阻尼语速度搭配 , 摩擦系数小 , 且动与中大型大 , 抗阵性好 3, 结构简高 , 精塑料静摩擦系数搭配 , 不易机床压强动压导轨单 , 不需复杂供油系统 ,度要求导轨爬行 , 抗摩擦性能好。不大的导使用维护方便 4, 油膜一般的2, 贴塑工艺简单。 3, 刚轨应用日厚度随载荷与速度而变机床主度较低 , 耐热性差容易益广泛化。影响加工精度 , 低运动导蠕变速重载易出现导轨面接轨触1, 在支撑导轨上镶装有镶钢导轨各种大工艺复型 , 重一定硬度的不钢板或钢1, 摩擦系数很小 , 驱动杂, 成本型机镶钢

3、 ,带, 提高导轨耐磨性 , 改力小。 2, 低速运动平稳高。常用床 , 精镶金善摩擦或满足焊接床身性好 3, 承载能力大 , 刚于重型机静压导轨密机属导结构需要。 2, 在动导轨性 , 吸阵性好 4, 需要一床如立床 , 数轨上镶有青铜只类的金属套液压装置 , 结构复杂 ,车, 龙门控机床防止咬合磨损 , 提高耐调整困难铣床的导的工作磨性 , 运动平稳精度高轨上台6.1初选导轨型号及估算导轨长度X 方向初选导轨型号为GGB20BAL2P 129404 6 具体数据见机械设计手册 9-149Y方向初选导轨型号为GGB20AAL2P1 210904导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动为何选用

4、滚动直线导轨副：1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档2）承载能力大，刚度高。3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10 倍。4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。导轨的长度：由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。其公式为：L=H+S+ l-S1-S2由此公式估算出 Lx=940mm,Ly=1090mm其中 L导轨长度H滑块的导向面长度S滑块行程 l 封闭

5、高度调节量S1滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度S2滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度6.2计算滚动导轨副的距离额定寿命X 方向的导轨计算X 方向初选导轨型号为GGB20BAL2P 129404 ，查表 9.3-73 1 得，这种导轨的额定动，静载荷分别为Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。4 个滑块的载荷按表9.3-48 序号 1 的载荷计算式计算。其中工作台的最大重量为:G=100×9.8=980NF1=F2=F3=F4=1/4（G1+F）=250N1) 滚动导轨的额定寿命计算公式 6 为：L=（f h f t fc fa Ca/ fwPc）K=27166km式中

6、L 额定寿命（ km）；Ca额定动载荷（ KN）；P 当量动载荷（ KN）；Fmax受力最大滑块所受的载荷（KN）；Z 导轨上的滑块数；指数，当导轨体为滚珠时，=3；当为滚柱时=10/3 ；收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档K额定寿命单位（ KM），滚珠时， K=50KM；滚柱时， K=100KM；fh硬度系数；fh（滚道实际硬度（ HRC）。由于产品技术要求规定，滚道硬度不得低于58HRC，故通常可取 fh =1ft温度系数，查表 6-2 7, 得 f t =1表 6-2温度系数工作温度 /0C100100150150200200250ft10 900 730 60fc 接触系数，

7、查表 6-3 ；得 f c =1表 6-3接触系数每根导轨上12345的滑块数fc1 000 810 720660 61fa 精度系数，查表 6-4 ；取 f a =1.5表 6-4精度系数工作条件f a无外部冲击或振动的低速运动的场合，速度小于15m/min11.5无明显冲击或振动的场合，速度为1560m/min1.52有外部冲击或高速运动的场合，速度大于60m/min23.5fw载荷系数，查表6-5 ；得 f w =1表 6-5载荷系数精度等级2345f w1 01 00 90 9则 L=27166Km2) 寿命时间的计算当行程长度一定，以 h 为单位的额定寿命为：L10327166103

8、Lhn2 602 0.7430592.3h2La1 60式中Lh 寿命时间（ h）L 额定寿命（ km）La行程长度（ m）收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档n2 每分钟往返次数则 Lh 30592.3h工况为：每天开机6 个小时，每年 300 个工作日，则预计寿命年限为：Lh=30592.3/300 × 6=16.9 年同理求出 Y 方向滚动导轨副的距离额定寿命：L=26340.1kmLh=25230h=14年6.3 导轨材料与热处理机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。灰铸铁通常以 HT200或 HT300做固定导轨，以 HT150或 HT200做动导轨。JB/T

9、3997-1994 标准对普通灰铸铁导轨的硬度要求如表6-6 10 所示表 6-6灰铸铁导轨硬度要求硬度要求 (HBS)硬度不均匀性 (HBS)导轨长度 /mm导轨铸件重不低于不高于导轨长度 /mm硬度差不超量 /t过2500-190255 250025>2500>3180241>250035>5175241由几何件连45>10165241接的导轨常用耐磨铸铁与普通铸铁耐磨性比较见表6-7 8表 6-7常用耐磨铸铁耐磨铸铁名称耐磨性高于普通铸铁倍数磷铜钛耐磨铸铁1.5 2高磷耐磨铸铁1钒钛耐磨铸铁1 2稀土铸铁1铬钼耐磨铸铁1导轨热处理 : 一般重要的导轨，铸件粗

10、加工后进行一次时效处理，高精度导轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理。常用导轨淬火方法有 :1) 中频淬火，淬硬层深度 (1 2)mm。硬度 (45 50)HRC。2) 接触加热自冷表面淬火，淬硬深度 (0.2 0.25)mm,显微硬度 600HM左右。这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。6.4 导轨的技术要求表面粗糙度收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档1) 刮研导轨 刮研导轨具有接触好、变形小、可以存油、外观美等特点 , 但劳动强度大、生产率低。主要用于高精度导轨。刮研导轨轨面每 25mm×25mm面积内的接触点数不得少于表6-8 9 的规定。表 6-8 刮研导轨面 25

11、mm× 25mm内接触点数机床类别滑动导轨移置导轨镶条、压板每条导轨宽度mm滑动面250250100100级和级以上2016161212级1612121010级1088662) 导轨 生产率高 , 是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达到的要求 , 见表 6-9 10 。接触面要求见表6-10 10 。表 6-9磨削导轨表面粗糙度 Ra机床动导轨固定导轨类型中小型大型重型中小型大型重型级0.2 0.4 0.8(0.4)0.1 0.2 0.4(0.2)和0.4(0.10.8(0.2 0.2(0.05 0.4(0.1级以0.2)0.4)0.1)0.2)上级0.4(0.2)1.6(

12、0.8)1.6(0.8)0.2(0.1)0.4(0.2)0.8(0.4)级0.8(0.4)1.6(0.8)1.6(0.8)0.4(0.2)0.8(0.4)1.6(0.8)注:1. 滑动速度大于 0.5 时 , 粗糙度应降低一级 ( 括号内数值 ) 。2. 淬硬导轨的表面粗糙度应降低一级 ( 括号内数值 ) 。表 6-10磨削导轨表面的接触指标 (%)机床类型滑( 滚) 动导轨移置导轨全长上全宽上全长上全宽上级和级以上80707050级75606545级70506040注:1. 宽度接触达到要求后 , 方能作长度的评定。2. 镶条按相配导轨接触指标检验。几何精度导轨的几何精度主要是指导轨的直线度

13、和导轨间的平行度, 垂直度等。具体相关的几何精度参阅有关机械的精度标准。本机构导轨精度取3 级。6.5 导轨设计和使用注意事项正确合理地设计和使用滚动直线导轨副 , 可以提高耐用度和精度保持性 , 减少维修和保养时间。为此 , 应注意如下事项 :收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档1) 尽量避免力矩和偏心载荷的作用滚动直线导轨副样本中给出的额定动,静载荷 , 都是在各个滚珠受载均匀的理想状态下算出的。因此 , 必须十分注意避免力矩载荷和偏心载荷。否则 , 一部分滚珠承受的载荷 , 有可能超过计算 Ca 值时确定的许用接触应力 , 导致过早的疲劳破坏或产生压痕并出现振动 , 噪声 , 降

14、低移动精度等现象。2) 提高刚度 , 减少振动 适当预紧可以提高刚度 , 均化滚动体的受力从而提高寿命 , 并在一定程度上提高阻尼。但是预紧力过大会增加导轨副的摩擦阻力,增加发热 , 降低使用寿命。因此预紧力有其最佳值。滚动支承的阻尼较小 , 因此要尽可能使它承受恒定的载荷。有过大的振动和冲击载荷的场合不宜应用直线滚动导轨副。为了减少振动, 可以在移动的工作台上加装减振装置。条件许可时可安装锁紧装置, 加工时把不移动的工作台固定。3) 降低加速度的影响 直线滚动导轨副的移动速度可以高达 600m/min。起动和停止时 , 将产生一个力矩 , 使部分滚动体受载过大 , 造成破坏。因此 , 如果加速度较大 , 应采取以下措施 : 减轻被移动物体的质量 , 降低物体的重心 , 采取多级制动以降低加速度 , 在启动和制动时